侧输出马铃薯收获机设计研究

针对马铃薯收获机向大型联合收获的发展趋势,在参考了国内外先进机型的基础上,结合马铃薯在我国种植的实际国情,设计完成并制造了4U-1700A型侧输出马铃薯收获机。新型收获机将原有的中间输出方式改进为单侧输出,并与马铃薯联合收获机配套使用,减少了联合收获机归垄行数,提高了生产效率。为此,介绍该款收获机的基本结构及工作参数,说明了主要技术参数和基本结构的原理与功能。田间收获试验表明:该收获机可以实现薯土彻底分离,并规则地平铺在另一侧相邻两垄之间,供联合收获机二次收获,具有伤薯率低、漏收率低、工作性能稳定的优点,提高了劳动生产率。     

农业机械自动调高装置微电容检测系统的设计

农业机械的自动化程度越来越高,自动检测与控制技术在农业机械中的作用越来越大,从而等距控制的自动调高装置需求量与日俱增。本文根据自动调高装置的要求,设计了基于单片机STC89C52R和电容数字转换芯片AD7746的微电容检测系统,详细阐述了系统的硬件组成及其接口电路,分析了系统的软件组成及编程原理。通过AD7746电容数字转换芯片实现了对电容传感器的信号采集与数字转换,利用单片机分别实现对AD7 7 4 6控制及上位机的通信。最后,通过实验获取了检测系统的本底电容和测量精度。     

干燥箱温湿度自动控制系统设计

针对干燥箱温湿度控制不均匀而易造成干制品品质下降、影响干燥速率等问题,分别基于单片机控制、PLC控制设计了两种温湿度自动控制系统。单片机或PLC可以实现对干燥箱中的加热元件、加湿装置及鼓风装置的自动控制,以满足物料干燥所需要求。这两种自动控制系统可以实现对干燥箱的温湿度的实时控制、智能控制,且工作可靠、反应灵敏、调试试验效果较好。该研究为减轻干燥箱在温度控制过程中存在的"热惯性"现象提供了技术参考。     

蔬菜穴盘苗移栽自动取苗技术现状与分析

自动取苗是蔬菜穴盘苗全自动移栽机的核心技术,快速、精确、低损伤取苗是蔬菜穴盘苗自动移栽作业的重要保障。自动取苗机构结构复杂、种类繁多,为使自动移栽领域的应用或科研人员能够快速系统了解自动取苗技术,合理选型或设计取苗机构,采用文献综述和归纳总结的方法,对国内外自动取苗技术进行研究。对取苗技术进行分类对比分析,结果表明:顶出式、顶夹式取苗机械结构简单,取苗效率高,不易伤苗;指钳式取苗稳定可靠、适应性强;直落式取苗机构布置灵活,可同时完成取苗和投苗,但需特制穴盘,仅适合小苗移栽。当前我国自动取苗技术发展所面临的主要问题有:制钵、育苗、取苗等环节不匹配;蔬菜生产劳动者兼职化老龄化严重;缺乏高性能取苗技术等。结合国内外自动取苗技术研究进展和我国蔬菜生产农艺和现状,提出了问题的应对措施。针对取苗技术的发展提出以下建议:提高取苗速率,降低钵苗损伤率;简单型与智能型并重发展;向机-电-液-气一体式大型机和机械式小型机发展;取苗机构采用模块化设计。     

全自动移栽机穴盘回收机构设计与试验

我国是一个蔬菜种植大国,蔬菜规模化种植多采用工厂化育苗,达到成苗要求后的蔬菜钵苗需用移栽机进行大田栽植。为了提高移栽机的工作效率和蔬菜移栽的自动化程度、降低劳动力成本,针对移栽后空穴盘的自动回收设计出了一种全自动移栽机收盘装置。装置由输送装置、托举装置及回收框架等部分组成,穴盘下落后由输送带传送到回收框,托举装置将其叠摞,止落板对穴盘进行承接,实现回收。根据作业过程,选取输送带速度、止落板长度和穴盘被顶起高度做三因素三水平试验。结果表明:在穴盘下落倒扣时,较优的组合参数为输送带速度90mm/s、止落板长度50mm、穴盘被顶起高度90mm;在穴盘下落非倒扣时,较优的组合参数为输送带速度90mm/s、止落板长度60mm、穴盘被顶起高度100mm。两种方式下穴盘回收的成功率达到了97.5%以上,满足全自动移栽机对穴盘回收的要求,可为移栽机自动化收盘提供参考。     

蔬菜移栽钵苗检测与缺苗补偿系统设计与试验

为解决蔬菜穴盘苗全自动移栽机因穴盘缺苗、取投苗失败等因素导致的漏栽现象，设计了基于多传感器的钵苗检测及缺苗补偿系统(补苗系统)。补苗系统作为独立功能模块，包括补苗装置、钵苗检测单元和控制系统，使用反射型光纤传感器和激光传感器联合检测的方法，对分行苗杯定位和苗杯内钵苗进行识别。利用光纤传感器分别对辣椒、番茄、甘蓝钵苗进行多高度检测试验，以获取光纤传感器最佳检测高度和最佳缺苗判定阈值。设计了自动补苗装置，并对补苗过程进行运动学分析。使用触摸屏、PLC、EM253位置模块等控制元件设计了控制系统，实现整机及补苗系统的控制。对补苗系统进行不同移栽频率下的性能对比试验，试验结果表明：在单行栽植频率分别为60、70、80 株/min时，补苗系统识别成功率分别为98.15%、98.15%、97.69%，移栽机平均漏栽率分别为1.85%、2.31%、2.31%，比未启用补苗系统时漏栽率分别降低了14.59、14.36、15.52个百分点，为进一步提高蔬菜移栽作业品质提供参考。     

蔬菜穴盘苗插入顶出式取苗装置研制

针对蔬菜穴盘苗自动取苗装置结构复杂、取苗性能差等问题，该研究综合顶出式取苗与插入夹持式取苗的优缺点，设计了一种插入顶出式取苗装置。首先对钵苗顶出过程进行受力分析，对抛出后的钵苗进行运动过程分析，得出造成顶出式取苗的钵苗翻滚的影响因素，提出插入顶出式取苗结构的优化目标，然后对送盘机构、插入顶出式取苗机构进行受力分析和参数优化。以辣椒钵苗为试验对象，选取苗龄、钵体含水率和取苗频率为影响因素，以取苗合格率、基质损失率和伤苗率为指标进行正交试验。试验结果表明：苗龄30 d、基质含水率60%、取苗频率120 株/min时，取苗成功率为97.22%，基质损失率为18.06%，伤苗率为1.39%，取苗效果最佳。以苗龄25 d的甘蓝和花椰菜苗进行不同蔬菜作物取苗验证试验，取苗合格率分别为93.75%和95.14%，基质损失率分别为17.21%和16.67%，伤苗率分别为4.17%和3.47%，满足蔬菜穴盘苗全自动移栽机取苗作业要求。研究结果可为蔬菜穴盘苗全自动移栽机的设计和作业参数优化提供参考。     

蔬菜移栽机气吹振动复合式取苗机构设计与试验

针对我国全自动蔬菜移栽机取苗、投苗机构复杂等问题,设计了一种蔬菜移栽机气吹振动复合式取苗机构及其配套苗盘。设计的取苗机构主要由送苗装置、振动装置和气吹装置等组成,各部分配合完成自动取苗、投苗工作。构建了振动过程中苗盘与钵苗的动力学模型,通过分析钵苗取苗条件,求解出振动过程中影响取苗成功率的3个主要参数:振动频率、振幅以及钵苗基质含水率。综合考虑振动与气吹相结合的取苗方式,以取苗成功率、基质破损率作为取苗效果评价指标,选取钵苗基质含水率、振动器振动频率、吹气气压为试验因素,进行多目标正交试验。试验结果表明:在给定因素水平下,当钵苗含水率为55%、振动器振动频率为36 Hz、吹气气压为0. 45 MPa时,取苗效果最佳,此时取苗成功率为92%,基质破损率为3. 46%。